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河北某鋼鐵公司廢水處理及回用可行性研究

河北某鋼鐵公司是我國(guó)大型一類企業(yè), 也是國(guó)家重點(diǎn)鋼鐵聯(lián)合企業(yè), 在冊(cè)職工3 萬(wàn)多人。主要產(chǎn)品有高速線材、小型棒材和熱軋帶鋼等, 產(chǎn)品行銷國(guó)內(nèi)外。2005 年生產(chǎn)規(guī)模達(dá)360 萬(wàn)t /a, 全年實(shí)現(xiàn)銷售收入105 億元。該鋼鐵公司地處華北嚴(yán)重缺水地區(qū), 生產(chǎn)用水源主要以地下水為主。近年來(lái), 由于地下水水量的減少、水質(zhì)的惡化、含鹽量的增高; 排污量限制等問(wèn)題逐年加重, 已經(jīng)影響到生產(chǎn)設(shè)備的正常運(yùn)行, 并隨著

生產(chǎn)規(guī)模的擴(kuò)大更加突顯, 因此, 該公司進(jìn)行節(jié)水治水已勢(shì)在必行。

1 廢水處理及回用的必要性

1.1 自然條件

公司所在地區(qū)屬于典型的溫帶半干旱大陸性季風(fēng)氣候區(qū), 年平均氣溫7.6℃, 年平均降雨量379.1mm。工業(yè)

廢水排入距廠區(qū)南2km 的洋河; 供水水源以25眼水源井為主, 地下水中重碳酸鹽含量較高。

1.2 公司用水形勢(shì)

( 1) 處于極度缺水地區(qū)。按照國(guó)際公認(rèn)的標(biāo)準(zhǔn), 人均水資源量低于3000m3 為輕度缺水, 人均水資源量低于2000m3 為中度缺水; 人均水資源低于1000m3 為重度缺水; 人均水資源低于500m3 為極度缺水。公司所在河北省人均水資源量低于500m3。因此, 公司的節(jié)水治污形勢(shì)嚴(yán)峻。而地下水的過(guò)量開(kāi)采, 將會(huì)造成地質(zhì)結(jié)構(gòu)的沉降。據(jù)報(bào)道, 河北、北京等地已經(jīng)形成了被稱為“漏斗”的沉降區(qū), 這些加劇了地下水的減少和污染,直接危害企業(yè)的發(fā)展。對(duì)工業(yè)廢水進(jìn)行集中處理回用,無(wú)疑是合理地開(kāi)辟了第二個(gè)生產(chǎn)用新水水

源。

( 2) 排污限制。官?gòu)d水庫(kù)是北京市重要的地表水水源, 由于上游嚴(yán)重的水污染現(xiàn)象, 使其由國(guó)家Ⅲ類水體變?yōu)棰纛愃w, 官?gòu)d水庫(kù)被迫退出了北京市飲用水供水系統(tǒng), 造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。目前, 國(guó)家決定恢復(fù)官?gòu)d水庫(kù)水體功能, 該公司地處官?gòu)d水庫(kù)的上游,其排污水通過(guò)洋河進(jìn)入官?gòu)d水庫(kù), 屬于國(guó)家環(huán)保局確定

的限制治理區(qū)域。

( 3) 合理排污的存在。鋼鐵企業(yè)作為用水大戶, 新水的消耗是必然的。循環(huán)供水是重要的節(jié)水措施, 然而, 隨著循環(huán)過(guò)程中蒸發(fā)損失, 循環(huán)水的濃縮倍數(shù)不斷增加, 循環(huán)水質(zhì)不斷惡化, 將逐漸成為易結(jié)垢和腐蝕性水質(zhì), 直接對(duì)設(shè)備運(yùn)行產(chǎn)生危害。因此, 必須進(jìn)行排放并不斷補(bǔ)充新水, 以使循環(huán)水穩(wěn)定在適宜的濃縮倍數(shù)下。由于該地區(qū)地下水水質(zhì)的總硬度與氯根濃度偏高, 生產(chǎn)用循環(huán)水的濃縮倍數(shù)不可能提升太高, 導(dǎo)致排污量加大。一方面, 排污量的增加, 加大了企業(yè)排污費(fèi)用的負(fù)擔(dān); 另一方面, 污水仍然是一種水資源,

可以通過(guò)集中處理, 代替新水回用到生產(chǎn)中[1]。

( 4) 水質(zhì)惡化。由于地下水大量開(kāi)采和周邊環(huán)境污染的影響, 生產(chǎn)用新水水質(zhì)在逐年惡化, 總硬度和氯根含量不斷提高, 已經(jīng)影響到生產(chǎn)設(shè)備的正常運(yùn)行。建立集中廢水處理站, 加入除鹽工藝, 不僅具有將廢水

回用的功能, 同時(shí)還具有改善和穩(wěn)定供水系統(tǒng)新

水水質(zhì)的功能。

( 5) 公司發(fā)展。隨著生產(chǎn)規(guī)模的擴(kuò)大, 新水用量也逐漸增加, 水資源缺乏的矛盾更加突出。地下水是公司唯一的水源, 對(duì)氣候和流域上游依賴性強(qiáng), 規(guī)模擴(kuò)大后水資源需求量激增, 用水安全存在一定隱患。因此, 盡可能減少對(duì)地下水的依賴性, 通過(guò)廢水處理并回用, 減少排污和新水用量, 是解決矛盾的必要手段。

2 廢水處理及回用的可行性

2.1 處理規(guī)模的確定

據(jù)公司水量平衡圖并考慮用水變化, 確定處理站規(guī)模為日處理能力4.0 萬(wàn)m3。由于集中廢水處理與回用后, 將控制全廠用水的濃縮倍數(shù)在合理的范圍, 而水源水的電導(dǎo)率已經(jīng)達(dá)到1100μs/cm( 即含鹽量超過(guò)

700mg/L) , 經(jīng)濃縮后電導(dǎo)率達(dá)到1760μs/cm, 根據(jù)《工

業(yè)循環(huán)冷卻水處理設(shè)計(jì)規(guī)范》( GB- 50050- 95) 和《城市污水回用設(shè)計(jì)規(guī)范》( CEC61: 94) 的要求, 回用水電導(dǎo)率應(yīng)不超過(guò)1000μs/cm, 因此, 需要對(duì)回用水進(jìn)行部分脫鹽處理, 以滿足生產(chǎn)設(shè)備對(duì)含鹽量的要

求。據(jù)水源水質(zhì)情況并結(jié)合含鹽量的控制要求, 經(jīng)計(jì)算除鹽處理規(guī)模為300m3/h[2- 3]。

2.2 工藝流程

2.2.1 水質(zhì)分析

經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查和檢測(cè), 源水水質(zhì)和排水水質(zhì)見(jiàn)表1。

由表1 可知, 源水水質(zhì)較為惡劣, 硬度、堿度偏高, 含鹽量超過(guò)了700 mg/L; 排水污染嚴(yán)重, 污染物主要是懸浮物、鹽度和硬度, 必須經(jīng)過(guò)處理才能排放或回用, 但是有機(jī)物含量低, 不適宜生化處理�？紤]生產(chǎn)過(guò)程中水質(zhì)的變化和積累, 經(jīng)計(jì)算確定處理站進(jìn)水水質(zhì)如下, 出水水質(zhì)按回用水規(guī)范要求確定, 見(jiàn)表2

。

2.2.2 工藝流程

由表2 可知, 處理站關(guān)鍵是去除水中懸浮物, 降低鹽度、堿度和硬度, 因而確定處理工藝流程如圖1所示

[4- 5]。 經(jīng)水量平衡計(jì)算, 廠區(qū)排水經(jīng)水處理站處理后,回用率可達(dá)98.5%, 只有大約25m3/h 的濃鹽水外排,經(jīng)洋

河稀釋后, 不會(huì)對(duì)下游水體造成污染, 符合環(huán)保要求。

2.3 成本估算[6]

2.3.1 工程概算。

工程概算由表3

可知。

項(xiàng)目資金全部由企業(yè)自籌的形式解決。

2.3.2 經(jīng)濟(jì)效益

處理站處理能力為4.0 萬(wàn)m3/d, 回用水量為3.68萬(wàn)m3/d, 排污量為0.3 萬(wàn)m3/d。生產(chǎn)取水費(fèi)按1.36 元

/m3,排污費(fèi)按0.4 元/m3 計(jì)算, 每年可節(jié)約取水費(fèi)1826.75萬(wàn)元, 排污費(fèi)1.47 萬(wàn)元。

3 結(jié)論

工業(yè)廢水集中處理工程減輕了工業(yè)廢水大量排放對(duì)下游水源的污染, 解決了影響城市人民正常生活的飲用水水源問(wèn)題。污水回用解決了困擾鋼鐵企業(yè)發(fā)展的水源緊缺問(wèn)題, 改善并穩(wěn)定了用水水質(zhì), 設(shè)備正常運(yùn)行得到保障, 利于企業(yè)的發(fā)展和壯大。同時(shí)節(jié)約了新水減少排污也具有良好的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益。所以在

該公司建設(shè)集中廢水處理站是必要且可行的。

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